抗流量飽和系統(tǒng)液壓挖掘機工作特性分析研究.pdf

1、隨著國家大力開展基礎建設活動，國家產業(yè)對道路建設及房地產開發(fā)建設的基礎機械設備需求量增大。據(jù)2013年4月份的數(shù)據(jù)顯示，小型液壓挖掘機作為重要的土方挖掘設備，工程機械行業(yè)29家主要挖掘機制造商4月共銷售挖掘機16257臺，同比增長5.77％。小型液壓挖掘機應用廣泛，但其工作環(huán)境多變、負載情況不可預測，本文經實驗和仿真數(shù)據(jù)分析，研究得到液壓挖掘機液壓系統(tǒng)的工作性能和能耗分布。因此本文著手建立精確的液壓挖掘機的虛擬樣機模型，為液壓挖掘機工作

2、特性分析、能耗分析及能量分配優(yōu)化提供參考。
　　液壓元件廠商根據(jù)元件特性及原有液壓系統(tǒng)的優(yōu)缺點定制了較多種類的液壓系統(tǒng)，如常規(guī)節(jié)流控制系統(tǒng)、負載敏感控制系統(tǒng)（簡稱LS控制系統(tǒng)）、抗流量飽和流量分配液壓系統(tǒng)（簡稱LUDV系統(tǒng)）以及雙閥芯控制系統(tǒng)（簡稱Ultronics系統(tǒng)）等。本文主要研究抗飽和流量分配液壓系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，關鍵元器件為負載敏感變量泵、負載補償多路閥、控制手柄及附件等。本文使用核心分析方法及模塊化建模方法，抓住關鍵部

3、件對其進行精密建模進而完成整機的虛擬樣機模型，對建立的虛擬樣機模型進行分析研究。
　　為了建立完整的虛擬樣機模型，本文將液壓挖掘機分為機械結構及液壓系統(tǒng)兩個大模塊并進行分別建模，然后將兩個模塊聯(lián)合分析。本文選用多體動力學仿真軟件SimulationX進行虛擬樣機模型的建立。SimulationX軟件從2006年進入中國，該軟件支持多體動力學模型的建立，使用同一款軟件建立的模型可以有效的避免因通信時間帶來的不同步問題，并且Simul

4、ationX軟件的液壓系統(tǒng)和多體動力學的耦合也經過了多方的驗證，其結果具有較強的可信性。
　　針對液壓挖掘機的機械結構部件，使用儀器對其關鍵結構進行精密測量并在三維建模軟件Pro/E中建立整機的機械結構模型和運動學模型，然后將模型轉換為SimulationX支持的文件格式，建立挖掘機機械結構的SimulationX模型，并對其進行靜力學分析，驗證機械模型的正確性。
　　以液壓系統(tǒng)中的負載補償多路閥的建模為例，介紹了其基本結構

5、與工作原理。針對多路閥主閥芯結構復雜、節(jié)流槽形狀各異的特點，使用精密儀器對多路閥閥體及閥芯進行精密測繪，并結合前人經驗以推導閥芯各種型式節(jié)流槽的通流面積。在SimulationX軟件中根據(jù)液壓元件的建模原理搭建元件模型。
　　本文以SimulationX、Pro/E仿真軟件為工具，通過數(shù)學推導建立起關鍵元件的模型，進而搭建起整機的多體動力學模型，模型可以分析整機各種復雜工況下的動態(tài)特性、功率消耗以及各元件功率消耗的百分比。該模型對